Einem Forscherteam in China ist es erstmals gelungen, in Schweineembryonen Nieren mit menschlichen Zellen zu züchten, was eine vielversprechende Alternative zu Organtransplantationen darstellt.
In Schweineembryonen gezüchtete Organe enthalten 50 – 60 % menschliche Zellen. Foto: SCMP
Ein Forschungsteam des Guangzhou Institute of Biomedicine and Health der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veröffentlichte am 7. September in der Zeitschrift Cell Stem Cell eine Studie, die das Potenzial der Züchtung von Organen für Transplantationen und Forschungszwecke bei Schweinen aufzeigt. Laut China Science Net ist dies das erste Mal, dass menschliche Organe im Körper einer anderen Spezies gewachsen sind.
Die Niere ist eines der am häufigsten transplantierten Organe. Allerdings ist es aufgrund des Mangels an Spendernieren schwierig, den Empfängern gesunde Organe zur Verfügung zu stellen. Eine bahnbrechende Lösung dieses Problems wäre das Züchten menschlicher Organe in Embryonen großer Säugetiere. Lai Liangxue, Co-Autor der Studie, sagte, die Methode seines Teams, menschliche Stammzellen in das Empfängergewebe einzubringen, verbessere die Pflege menschlicher Stammzellen im Embryo.
Von den über 1.800 für die Forschung verwendeten Embryonen entwickelten sich fünf erfolgreich, ohne dass es zu Degenerationen kam. Aus diesen Embryonen entwickelten sich Nieren, die zu 50 bis 60 Prozent aus menschlichen Zellen bestanden. Aus ethischen Gründen und wegen der Gefahr einer Embryodegeneration wurde die Schwangerschaft nach 28 Tagen abgebrochen. Das Team verwendete das Gen-Editing-Tool CRISPR, um zwei Gene für die Nierenentwicklung gezielt anzuvisieren und das Wachstum von Schweinezellen zu begrenzen. Dadurch wird im Schweineembryo Platz geschaffen, der für das Wachstum menschlicher Zellen geeignet ist, sagte Dai Zhen, ein Mitglied des Forschungsteams.
Eine große Sorge bei der Schaffung von Chimären (Embryonen, die sowohl Zellen von Menschen als auch von Schweinen enthalten) ist die Möglichkeit, dass menschliche Zellen zur Schweinezelllinie beitragen. Menschliche Zellen wurden im Gehirn und in der Wirbelsäule des Embryos gefunden, jedoch nicht im Bereich der Genitalleiste. Dies deutet darauf hin, dass sich die menschlichen Zellen nicht mit den Keimzellen des Schweins vermischt haben. Darius Widera, Professor für Stammzellbiologie an der britischen University of Reading, sagte, die Forschung sei ein wichtiger Meilenstein, die Entdeckung menschlicher Zellen im embryonalen Gehirn werfe allerdings „wichtige ethische Fragen“ auf.
Dies könne überwunden werden, indem man das Gen entferne, das für die Entwicklung einer bestimmten Zelllinie verantwortlich sei, was aber laut der Studie auch die Nieren beeinträchtige. In der Studie werden auch andere Herausforderungen benannt, wie etwa die große Zahl degenerierter Embryonen im Experiment, die Möglichkeit einer Organabstoßung aufgrund von Unterschieden im Zelltyp und Probleme, die auftreten könnten, wenn die Embryonen länger bestehen bleiben.
Forscher arbeiten daran, das Problem des Organmangels zu lösen. Laut dem Langone Medical Center der New York University (NYU) kann eine genetische Modifikation die Expression von Genen blockieren, die eine Abstoßung verursachen. Im vergangenen Jahr transplantierten Ärzte der NYU erfolgreich Schweinenieren mit nur einer genetischen Modifikation in einen hirntoten Patienten. Die Funktion des Organs war auch 32 Tage nach dem Eingriff noch vorhanden.
An Khang (laut South China Morning Post )
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